Les océans sont tous connectés entre eux, mais leur température peut agir comme une barrière, notamment pour les poissons-lanternes. Le changement climatique pourrait avoir des conséquences dramatiques, en poussant certaines espèces adaptées au froid vers un véritable cul-de-sac, où elles seraient piégées contre l’Antarctique.

Nous pensons souvent que tous les océans du globe sont connectés et que les animaux qui y vivent peuvent voyager de l’un à l’autre. Du côté de la recherche, le concept de One Ocean (un océan unique) a même émergé pour inviter les scientifiques à considérer cette interdépendance.

Pourtant, malgré cette grande connectivité, la biodiversité marine est loin d’être homogène. Elle se répartit en grandes communautés distinctes parmi les océans du monde. C’est le cas notamment des poissons-lanternes (désignés de la sorte du fait de leur bioluminescence) qui résident dans l’hémisphère Sud. En nous intéressant à ces espèces, nous avons découvert que la température de l’eau agit comme une barrière tout autour de l’océan Austral, séparant les communautés.

Avec le changement climatique, cette barrière se déplace vers le sud, ce qui pousse les poissons-lanternes de l’océan Austral dans un cul-de-sac, piégés par le continent antarctique.

Les poissons-lanternes, poissons les plus abondants des abysses

Nous nous sommes intéressés à la grande famille des poissons-lanternes, ou myctophidés, à l’interface entre l’océan Austral et les autres océans du globe.

Contrairement à ce que l’on peut croire, les poissons-lanternes ne sont pas les poissons aux grandes dents et à la petite loupiote sur la tête comme dans le Monde de Nemo : ça, ce sont les baudroies abyssales. Les poissons-lanternes, eux, sont de fascinants petits poissons (en général, de moins de 10 centimètres) aux grands yeux dont les « lanternes » (photophores, organes qui émettent de la lumière) sont réparties le long du corps selon des motifs spécifiques leur permettant notamment de se camoufler ou de se reconnaître dans des profondeurs jusqu’à plus de 1 000 mètres.

Avec près de 250 espèces, on les retrouve dans tous les océans du globe. Ce sont les poissons les plus abondants à ces profondeurs. La plupart accomplissent tous les jours une formidable migration verticale, passant la journée dans les couches plus profondes, où ils sont moins visibles pour les prédateurs, et remontant à la surface la nuit pour se nourrir.

Dans notre étude, l’objectif était d’étudier la répartition géographique des poissons-lanternes, afin de comprendre comment et pourquoi ils se structurent en communautés. Nous ne partions pas de rien : l’expérience de nos collègues océanographes après des décennies d’échantillonnage dans la zone suggérait que les communautés de poissons-lanternes changent complètement à peu près au niveau de la zone des archipels de Crozet et de Kerguelen, dans le sud de l’océan Indien.

À cet endroit, il se trouve que les fronts océaniques sont particulièrement resserrés. Ces fronts correspondent à des changements brutaux de conditions de l’eau, notamment de température. Plusieurs ont été mis en évidence tout autour de l’océan Austral, dont le front subtropical et le front subantarctique.

On savait également que la température jouait un rôle important pour ces espèces, mais sans avoir de vision sur la répartition des communautés. Ces éléments nous ont amenés à tester une hypothèse qui existe depuis longtemps en écologie, mais qui n’avait jamais été démontrée auparavant. Se pourrait-il que le climat agisse comme une barrière à laquelle toutes les espèces réagissent de la même manière, séparant ainsi les communautés de poissons-lanternes ?

La température agit comme une barrière

En étudiant la répartition géographique de toutes les espèces de poissons-lanternes du sud de l’hémisphère Sud, nous avons montré qu’elles s’organisent en deux grandes régions biogéographiques très différentes :

• d’une part, une communauté australe composée de 19 espèces se regroupe tout autour du continent antarctique ;

• et, d’autre part, plus au nord, une communauté subtropicale comprend 73 espèces.

Mais entre ces deux régions, aucune barrière physique ni continent. Nous avons alors testé avec des modèles statistiques l’ensemble des variations de l’océan dans la zone : température, salinité, composition chimique, etc.

Parmi tous ces facteurs, il apparaît que la température ressort, sans équivoque, comme la principale force qui sépare ces deux communautés. Ce qui est nouveau ici, c’est la découverte que toutes les espèces répondent de la même manière à la température : les espèces australes ne s’aventurent pas dans des eaux au-dessus de 8 °C, tandis que les espèces subtropicales ne s’aventurent pas dans celles en dessous de 8 °C.

Ainsi, la température forme une barrière climatique nette, peu perméable, séparant les deux communautés de poissons-lanternes. De l’équateur au pôle, la température de l’océan devient de plus en plus froide, et c’est précisément autour de 8 °C que nous avons mis en évidence cette barrière. C’est d’ailleurs la température que l’on retrouve entre les fronts subtropical et subantarctique.

Ce qui est très intéressant, c’est que, en cherchant à comprendre les mécanismes physiologiques qui expliquent cette séparation, nous avons découvert qu’une hypothèse sur un seuil physiologique à 8 °C avait été proposée en 2002, et que nos travaux viennent la corroborer.

Survivre en dessous de ce seuil nécessite des adaptations au froid, qui ont un coût : ne pas pouvoir survivre à la moindre élévation de température. Les espèces polaires ont ainsi un métabolisme adapté aux conditions extrêmes, mais qui, en retour, les rend incapables de supporter des eaux plus chaudes.

Une perte d’habitat causée par le réchauffement climatique

Avec le changement climatique, l’océan se réchauffe de façon globale, ce qui va induire un déplacement de cette barrière vers le pôle Sud. Les poissons-lanternes subtropicaux vont avoir accès à de nouvelles zones, qui auparavant étaient trop froides, et vont ainsi étendre leur aire de répartition vers le sud. Cependant, pour la communauté australe, ces zones vont devenir trop chaudes, et les espèces vont devoir se replier vers le pôle pour rester à des températures suffisamment basses.

Le problème, c’est que, de l’autre côté, se trouve l’Antarctique, qui forme ainsi un véritable cul-de-sac… Piégée par le continent, la communauté australe verra son habitat se réduire drastiquement.

En appliquant des modèles climatiques en fonction des scénarios d’émissions de gaz à effet de serre établis par le Groupement d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec), nous pouvons projeter la magnitude probable de ces changements. D’après ces scénarios, d’ici 2100, les poissons-lanternes de la région australe pourraient perdre 11 millions de kilomètres carrés (km²) de surface habitable, soit 23 % de leur habitat actuel. Pour donner un ordre de grandeur, cela représente l’équivalent de 80 % de la superficie de l’Antarctique !

L’importance des aires marines protégées

Pourquoi ces résultats sont-ils inquiétants ? D’une part, ils indiquent que le changement climatique représente une menace directe pour les poissons-lanternes de l’océan Austral. D’autre part, les poissons-lanternes occupent une position clé dans la chaîne alimentaire : ce sont à la fois des prédateurs du krill, mais aussi des proies des grands prédateurs marins, comme les manchots ou les éléphants de mer.

Comment les déplacements des poissons-lanternes vont-ils affecter leurs proies ou leurs prédateurs ? Par exemple, pour certains prédateurs marins qui se reproduisent sur des îles comme les Crozet ou les Kerguelen, devront-ils nager plus loin pour se nourrir ? Pourront-ils se rabattre sur d’autres espèces ? Il est extrêmement difficile de répondre à ces questions, d’autant plus que ces autres membres de la chaîne alimentaire seront également affectés par le changement climatique, à des rythmes différents suivant la physiologie et l’écologie des espèces.

Alors comment, face aux changements climatiques et à l’incertitude qui en découle, peut-on concrètement aider ces écosystèmes fragiles à s’adapter aux changements climatiques ? La première étape est de s’assurer que les espèces qui les composent sont en bonne santé et ne sont pas déjà menacées de disparition. Pour cela, il faut réduire au maximum les menaces sur lesquelles nous pouvons agir, telles que la surpêche et la destruction de leurs habitats.

Une solution efficace est de créer des aires marines protégées qui préservent réellement les écosystèmes marins des méthodes de pêche destructrices, ce qui n’est malheureusement pas le cas pour beaucoup d’entre elles actuellement.

Ces zones sont cruciales pour permettre aux espèces de se rétablir et de devenir plus résistantes. Pour être efficaces face aux changements climatiques, ces aires protégées doivent être variées. Il est important de protéger des zones qui resteront relativement stables malgré le changement climatique, qui serviront de refuges, de même qu’il est aussi essentiel de protéger les zones qui seront plus touchées, afin de permettre à leurs espèces et écosystèmes d’être en bonne santé pour s’adapter aux bouleversements qui s’amorcent.

En d’autres termes, un bon réseau d’aires protégées doit représenter toute la diversité des conditions actuelles et futures. Dans le cas de nos poissons-lanternes, cela signifie qu’il faut protéger des zones où vivent les espèces d’eau chaude, d’autres pour celles vivant en eau froide, mais aussi, et surtout, la zone de transition entre les deux communautés, où les espèces se rencontrent, car, c’est là que les changements seront les plus importants.

Nos travaux, en prédisant où ces zones pourraient être localisées, servent ainsi de support aux prises de décision sur la localisation des aires protégées, comme celles menées au sein de la Commission pour la conservation de la faune et la flore marines de l’Antarctique (CCAMLR).

Cam Ly Rintz a bénéficié d'une aide de l'État gérée par l’Agence Nationale de la Recherche au titre de France 2030 portant la référence ANR-22-POCE-0001, dans le cadre du PPR Océan & Climat conjointement animé par le CNRS et l’Ifremer.

Boris Leroy est financé par l'état en tant qu'enseignant-chercheur fonctionnaire.

Profession : cicadologue. Stéphane Puissant est un biologiste qui étudie les cigales. Son objet d’étude l’amène à sillonner la planète, du Maghreb à l’Afrique de l’Ouest en passant par Madagascar. Échanger avec lui, c’est découvrir combien nous connaissons mal ces insectes. C’est aussi apprendre, par exemple, que certaines espèces peuvent vivre plus de vingt ans, que certains mâles restent silencieux, que l’essentiel de la vie d’une cigale se passe sous terre et bien d’autres choses encore.

The Conversation : Les cigales nous semblent familières, car nous sommes nombreux à les entendre l’été, mais d’un point de vue scientifique, sont-elles très étudiées ?

Stéphane Puissant : Les cigales peuvent sembler effectivement familières, car on en trouve partout sur la planète, à l’exception des pôles. Mais l’oreille humaine, qui perçoit les fréquences autour de 2 000 hertz n’est pas du tout capable d’entendre toutes les cigales. Ce seront surtout les grandes cigales que l’on pourra écouter, comme Cicada orni, Lyristes plebejus, deux espèces que tous ceux qui sont allés un jour dans le midi de la France, l’été, ont pu entendre.

Mais la majorité des cigales à travers le monde sont en réalité plus petites. Elles émettent donc des sons de fréquences plus hautes ou même des ultrasons pour les plus petites espèces. On va donc bien moins les entendre, voire pas du tout, surtout quand on a passé la quarantaine, comme c’est mon cas et que notre ouïe est moins performante. Il faut alors avoir des appareils détecteurs d’ultrasons pour les repérer et les identifier grâce à leur cymbalisation.

Je dis cymbalisation, car, contrairement à ce qui est souvent dit, les mâles cigales ne chantent pas, ils cymbalisent, en utilisant pour cela leurs organes appelés « cymbales », uniquement consacrés à la production de sons, qui peuvent être parfois très forts. Ainsi, certaines cigales australiennes font plus de bruit qu’un avion à réaction au décollage, soit parfois plus de 145 décibels !

Ces sons, chez toutes les espèces, ont pour fonction d’attirer les femelles. Ils peuvent également être produits chez certaines espèces pendant l’accouplement. Mais qu’on entende ces bruits à l’oreille ou à l’aide d’appareils, ils ne sont émis que durant une courte période de la vie de l’animal. Durant l’immense majorité de leur existence, les cigales sont invisibles et inaudibles pour celui qui veut l’observer.

Où sont-elles, alors ?

S. P. : Sous terre ! C’est là qu’elles passent l’essentiel de leur vie. Cela étonne souvent les gens, qui les associent au soleil. Mais les jeunes cigales restent sous terre où elles se nourrissent de la sève des racines des plantes. Elles y passent un an, deux ans pour les espèces de petites tailles. Pour les grandes espèces emblématiques du sud de la France, comme Cicada orni, ce sera quatre ans, cinq ans en moyenne, mais cela peut fluctuer entre deux ans et dix ans.

Il y a aussi les cas célèbres des cigales périodiques du genre Magicicada, qu’on trouve en Amérique du Nord et qui passent typiquement treize ans ou dix-sept ans sous terre, mais parfois aussi plus de vingt ans pour certaines populations.

Toujours aux États-Unis, mais plutôt dans la moitié sud du pays cette fois, Okanagana synodica est une cigale également capable de passer une vingtaine d’années sous terre.

Après ces années passées sous terre, que ce soit deux ans ou vingt de plus, les cigales finissent par sortir pour se reproduire. C’est là qu’on peut donc les voir et les entendre, mais pour une très courte période de temps au regard de leurs années souterraines, car la durée de vie d’un spécimen n’est alors plus que d’une semaine ou deux, à la suite de quoi, les cigales, mâles et femelles, meurent. La femelle, juste avant, aura pondu des œufs sur les végétaux environnants. Ces œufs une fois éclos, les jeunes cigales se laisseront tomber à terre où elles s’enfonceront dans le sol, et où un nouveau cycle recommencera.

Tout cela pour dire que, si la cigale naît et meurt dans les arbres, elle passera l’essentiel de sa vie sous terre, ce qui fait qu’elle reste très difficile à observer, surtout pour certaines espèces qui ne sont visibles que deux à trois semaines dans l’année. Il faut donc bien les connaître et être réactif pour les étudier.

Quand on est cicadologue, est-il fréquent de découvrir aussi de nouvelles espèces ?

S. P. : Je pense qu’il doit y avoir peut-être trois à cinq fois plus de cigales dans le monde que celles qu’on connaît actuellement, même si cela reste difficile à évaluer.

Lorsque nous prospectons, en tant que spécialistes, il n’est pas si rare que cela de trouver de nouvelles espèces pour la science, surtout lorsque nous menons des recherches de terrain dans des zones qui n’ont encore jamais été prospectées par un spécialiste du groupe. Ça peut paraître excitant, mais parfois cela devient éprouvant. On déblaie sans cesse dans le champ de l’inconnu. On pense avoir gravi une montagne et puis, quand on est au sommet, on découvre une nouvelle chaîne de monts derrière, puis encore une autre… Cela montre finalement à quel point la vie sur terre reste méconnue, il reste tant à découvrir !

Je reviens ainsi cet été d’une mission dans le nord-ouest de l’Espagne avec un collègue suisse et un autre collègue français, spécialistes du genre Cicadetta, qui sont des petites cigales. Nous sommes partis une quinzaine de jours et tous les deux ou trois jours, de nouvelles découvertes apportaient leur lot de surprises.

Les espèces de Cicadetta sont généralement des cigales de moins de deux centimètres, qui émettent des fréquences parfois à la limite des ultrasons, qui sont très farouches et sont souvent endémiques à la région où on les trouve.

Du coup, comment fait-on pour les trouver et les étudier ?

S. P. : Lors de cette mission en Espagne, j’ai notamment utilisé une technique qui m’a été apprise par des collègues néo-zélandais et australiens pour entrer en communication avec l’animal et l’amener à se rapprocher. Car ces cigales peuvent parfois se trouver à plus de 10 mètres ou 15 mètres au sommet des arbres.

Imaginez donc, une cigale à peine plus grosse qu’une mouche, farouche, très mobile et qui émet une cymbalisation à la limite des ultrasons au sommet des arbres ! L’observer et l’enregistrer s’avère presque mission impossible, il faut a minima des outils et certaines techniques pour cela. Une de ces techniques, donc, c’est le snapping ou « claquement de doigts », en français.

Cela permet d’imiter le battement d’ailes que font théoriquement les femelles dans ce groupe de cigales. Par ce procédé, elles indiquent aux mâles là où elles se situent. Quand on trouve le rythme que feraient ces femelles en réponse aux émissions sonores des mâles, généralement en claquant des doigts au moment qui semble être accentué dans la cymbalisation du mâle, on va pouvoir amener ces derniers à se rapprocher de nous. Pour cela, bien sûr, il faut entendre les mâles et ceci n’est possible que si l’on est équipé de détecteurs d’ultrasons avec amplificateur.

C’est comme cela qu’on peut réussir à capturer des spécimens qui deviendront des « types » si l’espèce s’avère être nouvelle pour la science. Ces « types » sont des spécimens de référence qui seront déposés dans une collection scientifique d’un Muséum national d’histoire naturelle. Cette démarche scientifique rigoureuse est dictée par le code international de nomenclature zoologique lorsqu’il s’agit de décrire et nommer une nouvelle espèce.

Je sais aussi que vous avez pu décrire une espèce de cigale assez unique, la cigale marteau. Qu’est-ce qui la singularise ?

S. P. : Elle se distingue, car elle a, comme le requin marteau, une tête avec des yeux sur pédoncules assez énigmatiques. On a du mal d’ailleurs à comprendre les causes de cette évolution si singulière.

C’est une cigale relativement petite, moins de deux centimètres, qui est extrêmement mystérieuse, car rarissime et unique par l’aspect de sa tête dans toute la famille des Cicadidae du globe. Ses caractéristiques morphologiques sont tellement singulières que cette espèce constitue à elle seule une tribu nouvelle pour la science que nous avons été amenés à décrire à l’époque avec Michel Boulard, éminent spécialiste mondial des cigales.

Son environnement, dans le sud de la Thaïlande, a été très détruit. On a seulement pu observer quelques individus dans les amples dépendances, non entretenues de longue date, d’un vieux temple bouddhiste. Malgré sa morphologie tout à fait unique, elle est aussi passée inaperçue pendant des siècles, on a du mal à savoir pourquoi.

En France hexagonale, découvre-t-on encore de nouvelles cigales ?

S. P. : Actuellement, il y a 22 cigales différentes connues : 21 espèces recensées, dont deux espèces représentées par des sous-espèces géographiquement délimitées : Tibicina corsica corsica, en Corse, Tibicina corsica fairmairei dans le nord des Pyrénées-Orientales jusque dans le sud de l’Hérault.

Il y a également Cicadetta brevipennis litoralis que j’ai décrite avec un collègue suisse, Thomas Hertach, dans les Pyrénées-Orientales et qui est une cigale d’arrière-dune. Elle se rencontre dans des milieux parfois partiellement inondés, une certaine partie de l’année, qu’on appelle les sansouïres.

Cette sous-espèce du littoral, endémique des Pyrénées-Orientales, est d’ailleurs très menacée, car dépendante d’environnements locaux qui le sont également, par la pression touristique sur le littoral et par tous les bouleversements majeurs de son milieu fragile de reproduction.

Hormis ces sous-espèces récemment décrites, le nombre total d’espèces de cigales en France n’a plus tellement évolué ces dernières années, mais il est possible qu’il y ait encore des espèces inconnues à trouver, notamment dans des zones où les entomologistes spécialistes sont encore peu allés, dans certains massifs montagneux par exemple.

Lorsqu’on pense cigale, on pense immédiatement au sud de la France, mais peut-on en trouver également dans la moitié nord de l’Hexagone ?

S. P. : Bien sûr ! Il y a par exemple Cicadetta montana qu’on rencontre en Bretagne et même plus au nord en Europe, mais il faut avoir l’ouïe fine pour détecter sa présence. En 2007, avec mon confrère Jérôme Sueur, nous avons également pu décrire une nouvelle espèce pour la Science présente en région parisienne, elle aussi difficile à entendre. Nous l’avons d’ailleurs appelée la « cigale fredonnante », car elle émet un son à peine audible, très haché et très court.

Récemment, plusieurs médias locaux français se sont étonnés que l’on entende des cigales dans des régions où l’on ne les aurait pas entendues avant, à Lyon par exemple ou bien en région parisienne, et beaucoup sont tentés d’expliquer cela du fait du changement climatique. Est-ce la réalité ?

S. P. : Pas vraiment, car les cigales ne bougent presque jamais de l’endroit où elles sont nées. Mes collègues scientifiques portugais et espagnols ont étudié les capacités de déplacement des individus de diverses populations de cigales. Ils ont constaté que les capacités de déplacements des individus d’une population étaient très faibles et d’autant plus réduites que les milieux étaient perturbés.

Dans d’autres groupes d’insectes, il y a bien sûr des spécimens qui migrent, et qui, par le déplacement, peuvent nous indiquer qu’ils sont capables de coloniser de nouvelles zones parce que les conditions y sont plus propices, mais ce n’est pas le cas des cigales. Parfois, certains spécimens peuvent profiter des ascendances thermiques en montagne pour gagner des altitudes plus élevées via les courants d’air chaud. Seul l’avenir dira si une population pérenne pourra alors se maintenir.

Alors comment expliquer ces observations dans le nord de la France ?

S. P. : Déjà, il faut se rappeler que les espèces de cigales les plus faciles à entendre passent plusieurs années sous terre avant de sortir, d’être visibles et audibles pour l’humain, et qu’elles vont très vite mourir une fois la reproduction achevée.

Parfois, les gens peuvent donc avoir oublié qu’ils avaient entendu, y a quatre ou cinq ans, des cigales autochtones comme Tibicina haematodes, la cigale rouge. Car, il y a des années où il est possible d’entendre plus de cigales, ceci est intrinsèque au cycle de vie des populations de l’espèce. Certaines années, très peu de spécimens sortiront du sol en un milieu donné alors que, deux ou trois ans plus tard, ils seront nombreux. C’est une dynamique naturelle à l’espèce qui est très nettement influencée par la ressource alimentaire disponible, soit la sève des plantes, et les conditions hygrothermiques de la période de l’année où les jeunes cigales émergent du sol.

Il y a aussi un phénomène plus inquiétant. Certaines personnes dans des régions nord aiment avoir un olivier ou une plante du sud de la France ou d’Espagne en pot chez elles. Dans ces pots, il peut y avoir de jeunes cigales encore sous terre qui, un été, vont se décider à sortir. Cela arrive ainsi avec Cicada orni dans la moitié nord de la France mais aussi avec la présence avérée et sporadique de Cicada barbara en France. C’est une cigale dont l’aire de répartition d’origine s’étend du nord Maghreb jusque dans la moitié sud du domaine ibérique. Sa présence en France n’est donc pas naturelle. Lorsqu’on recherche les causes de sa présence, on peut souvent noter, non loin de l’endroit où se fait entendre l’espèce, la présence d’une serre, d’une pépinière ou encore d’une plantation récente.

En général, ces espèces ne vont pas réussir à s’adapter. C’est ce que j’ai pu observer par exemple avec Cicada orni. Il y a quelques années, j’ai entendu plusieurs mâles cymbalisant dans les grands platanes de mon lieu de travail, au Jardin de l’Arquebuse du Muséum d’Histoire naturelle de Dijon. Je me suis demandé si l’espèce allait pouvoir se maintenir, mais trois ans après, elle avait disparu. Sous le climat de la Bourgogne, elles n’ont soit pas pu se reproduire, soit leurs œufs n’ont pas réussi à éclore.

D’autres médias, cette fois-ci du sud de la France, ont pu s’inquiéter parfois de cigales qu’on n’entendait plus certains jours, ou du moins certains étés. À quoi est-ce dû ?

S. P. : Les cigales vont sortir de terre et se mettre à cymbaliser lorsqu’il fait une certaine température, entre 19 et 22 °C pour les petites espèces, plus autour de 24 °C ou 25 °C chez les grandes. Mais une fois au grand air, elles ne vont pas pour autant cymbaliser sans discontinuer. S’il pleut, s’il vente trop, elles vont s’arrêter. Les très fortes chaleurs inhibent également leur activité, tout du moins durant une partie de la journée, lors des pics de températures.

Au sein des populations, il y a aussi des mâles qui ne cymbalisent pas systématiquement, comme c’est le cas par exemple chez Tibicina haematodes. On les appelle les mâles satellites. Ils vont en gros se positionner à côté d’un autre mâle qui, en cymbalisant, va lui attirer les femelles. Positionné non loin, le mâle satellite va alors à la rencontre de la femelle qui s’approche, en restant silencieux. Le mâle qui a fait des efforts n’en récoltera donc pas les fruits.

Pour l’oreille humaine, cela semble très difficile de localiser une cigale précisément, on entend plutôt le brouhaha environnant que font divers mâles qui cymbalisent. La femelle cigale a-t-elle l’ouïe plus fine pour pouvoir localiser précisément un individu mâle en particulier ?

S. P. : Le mâle et la femelle ont bien sûr un système d’audition optimal pour la perception du message codant propre à leur espèce. Cela peut compenser, chez certaines espèces, une vue pas toujours précise. J’ai ainsi parfois vu des cigales mâles tenter de s’accoupler avec mon pouce quand je l’approchais d’eux.

Pour localiser le mâle avec son ouïe, donc, la femelle va d’abord géolocaliser l’endroit où il y a un ou plusieurs mâles avec les basses fréquences de leur cymbalisation. Ce sont ces basses fréquences qui portent le plus loin, notamment à travers le feuillage des arbres.

Elle va ensuite pouvoir beaucoup plus précisément localiser un individu avec les hautes fréquences que, nous, nous n’entendons guère. Certaines espèces vont donc alterner ces deux types de fréquences ou les émettre simultanément.

Parfois, chez certaines espèces, lorsque la femelle a localisé un ou plusieurs mâles, elle va se mettre à claquer des ailes, ce qui va inciter le mâle qui l’entend à changer son répertoire d’émissions sonores. Il pourra dans ce cas émettre une cymbalisation de cour, incitant la femelle à le rejoindre pour s’accoupler.

N’oublions pas que chaque espèce de cigale à une cymbalisation d’appel nuptial qui lui est propre. Il est donc possible d’identifier l’espèce à partir de ses émissions sonores.

Le brouhaha qu’on entend serait donc en réalité un chœur très organisé ?

S. P. : Oui, tout à fait ! Mais l’organisation complexe des cymbalisations est souvent difficile à entendre à l’oreille humaine. Certaines cigales, par exemple, semblent émettre leur cymbalisation en continu, comme Tibicina haematodes déjà évoquée précédemment. Cela nous paraissait étonnant, car il est important aussi pour les mâles de prêter attention aux autres mâles, aux femelles qui pourraient claquer des ailes, aux potentiels prédateurs… Or, si un mâle cymbalise sans s’arrêter, comment peut-il entendre ?

Mais en se penchant vraiment sur leur cymbalisation, on peut détecter des microcoupures, parfois de moins d’une seconde. À l’oreille, il faut s’entraîner pour les percevoir, mais à l’enregistrement, c’est très net lorsqu’une cymbalisation est analysée à l’aide d’un logiciel acoustique. On pense donc que c’est pendant ces microcoupures que les mâles se jaugent mutuellement ou, par exemple, mesurent la distance à laquelle ils se trouvent les uns des autres.

Il y a aussi parfois, dans un même environnement, plusieurs espèces de cigales différentes. Mon confrère Jérôme Sueur a montré, pendant sa thèse dans le cadre de ses recherches menées au Mexique, que les espèces pouvaient répartir leur activité durant des heures différentes de la journée, ou bien ne pas émettre aux mêmes fréquences pour que les femelles conspécifiques puissent les localiser.

On a aussi pu parfois noter au sein d’une même espèce que les individus mâles situés en périphérie de l’aire de répartition cymbalisent de façon différente de ceux présents au cœur de l’aire. Avec la distance et le temps, les émissions des mâles peuvent devenir suffisamment différentes au point qu’une femelle née à quelques centaines de kilomètres de là, et mise en leur compagnie peut ne pas systématiquement s’accoupler avec ces mâles. La communication sonore chez les cigales est en effet un des mécanismes puissants de la spéciation.

Et puis enfin, il y a, pour le genre Cicadetta par exemple, des comportements qui sont tout à fait différents : les mâles de certaines espèces vont voler en groupe pour chercher les femelles. Mais, comme beaucoup d’autres choses cela reste à être précisément étudié, car c’est encore très mal connu.

Propos recueillis par Gabrielle Maréchaux.

Stéphane Puissant ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

La géologue et cartographe américaine Marie Tharp (1920-2006) a révolutionné la conception scientifique du fond océanique. En démontrant que les fonds marins ne sont pas une surface plane ni uniforme, l’océanographe a joué un rôle crucial dans le développement de la théorie de la tectonique des plaques.

Malgré toutes les expéditions en eaux profondes et tous les échantillons prélevés des fonds marins au cours des cent dernières années, les profondeurs de l’océan restent encore pleines de mystères. En savoir davantage pourrait pourtant nous être bien utile.

Et ce, pour plusieurs raisons. La plupart des tsunamis, par exemple, sont provoqués par des tremblements de terre sous le, ou près du, fond océanique. Les abysses abritent aussi des poissons, des coraux et des communautés complexes de microbes, de crustacés et d’autres organismes encore très méconnus. Enfin, les fonds marins contrôlent les courants qui répartissent la chaleur, contribuant ainsi à réguler le climat terrestre.

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L’étude de ces fonds marins mystérieux doit beaucoup à une femme, née en 1920 (et décédée en 2006, ndlr), nommée Marie Tharp. Les cartes créées par cette géologue et océanographe ont changé la façon dont les gens imaginent les mers et les océans qui recouvrent plus des deux tiers de notre planète bleue. À partir de 1957, Tharp et son partenaire de recherche Bruce Heezen ont commencé à publier les premières cartographies complètes montrant les principales caractéristiques du fond océanique : monts, vallées et fosses.

En tant que géoscientifique, je pense que Tharp devrait être aussi célèbre que Jane Goodall ou Neil Armstrong. Voici pourquoi.

Traverser l’Atlantique

Jusqu’au milieu des années 1950, de nombreux scientifiques pensaient que les fonds marins étaient uniformes. Tharp a démontré qu’au contraire, ils comportaient des reliefs accidentés et qu’une grande partie d’entre eux étaient disposés de manière systématique.

Ses illustrations ont joué un rôle essentiel dans le développement de la théorie de la tectonique des plaques, selon laquelle les plaques, ou grandes sections de la croûte terrestre, interagissent pour générer l’activité sismique et volcanique de la planète. Des chercheurs antérieurs, en particulier Alfred Wegener, avaient déjà remarqué à quel point les côtes de l’Afrique et de l’Amérique du Sud s’emboîtaient parfaitement et avaient émis l’hypothèse que les continents avaient autrefois été reliés.

Tharp a identifié des monts et une vallée de fracture au centre de l’océan Atlantique, là où les deux continents auraient pu se séparer.

Grâce aux représentations du fond océanique dessinées à la main par Marie Tharp, je peux imaginer une promenade au fond de l’océan Atlantique, de New York (côte est des États-Unis) à Lisbonne (Portugal). Le voyage m’emmènerait le long du plateau continental. Puis vers le bas, en direction de la plaine abyssale de Sohm. Je devrais alors contourner des reliefs, appelées monts sous-marins. Ensuite, je commencerais une lente ascension de la dorsale médio-atlantique, une chaîne de montagnes submergée orientée nord-sud.

Après avoir gravi 2 500 mètres sous le niveau de la mer jusqu’au sommet de la crête, je descendrais de plusieurs centaines de mètres, traverserais la vallée centrale de la crête et remonterais par le bord est de celle-ci. Je redescendrais ensuite vers le fond océanique, jusqu’à ce que je commence à remonter le talus continental européen vers Lisbonne. Au total, le trajet représenterait environ 6 000 kilomètres, soit près de deux fois la longueur du sentier des Appalaches.

Cartographier l’invisible

Rien ne prédestinait pourtant Mary Tharp à cartographier ainsi l’invisible. Née en 1920 à Ypsilanti, dans le Michigan, elle étudie l’anglais et la musique à l’université. Mais, en 1943, elle s’inscrit à un programme de maîtrise de l’université du Michigan destiné à former des femmes au métier de géologue pétrolier pendant la Seconde Guerre mondiale.

« On avait besoin de filles pour occuper les postes laissés vacants par les hommes partis au combat », se souvient Tharp, dans « Connect the Dots: Mapping the Seafloor and Discovering the Mid-ocean Ridge » (1999), chapitre 2 de Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia. Twelve Perspectives on the First Fifty Years 1949-1999.

Après avoir travaillé pour une compagnie pétrolière en Oklahoma, Tharp a cherché un emploi dans le domaine de la géologie à l’université Columbia en 1948. Les femmes ne pouvaient pas monter à bord des navires de recherche, mais Tharp savait dessiner et a été embauchée pour assister les étudiants diplômés masculins.

Tharp a ainsi travaillé avec Bruce Heezen, alors étudiant de second cycle qui lui confie des profils du fond marin à dessiner. Il s’agit de longs rouleaux de papier qui indiquent la profondeur du fond marin le long d’un trajet linéaire mesurée depuis un navire à l’aide d’un sonar.

Sur une grande feuille de papier vierge, Tharp a ainsi tracé des lignes de latitude et de longitude. Elle a ensuite soigneusement marqué les endroits où le navire avait navigué. Puis elle a inscrit la profondeur à chaque endroit à partir du sonar, l’a marquée sur la trajectoire du navire et a créé des profils bathymétriques, indiquant la profondeur du fond océanique par rapport à la distance parcourue par le navire.

L’une de ses innovations importantes a été de créer des croquis représentant l’aspect du fond marin. Ces vues ont facilité la visualisation de la topographie du fond océanique et la création d’une carte physiographique.

Le tracé minutieux par Tharp de six profils est-ouest à travers l’Atlantique Nord a révélé quelque chose que personne n’avait jamais décrit auparavant : une faille au centre de l’océan, large de plusieurs kilomètres et profonde de plusieurs centaines de mètres. Tharp a suggéré qu’il s’agissait d’une vallée de fracture, ou vallée de rift, un type de longue dépression dont l’existence était connue sur terre.

Heezen a qualifié cette idée de « discussion entre filles » et a demandé à Tharp de refaire ses calculs et de réécrire son rapport. Lorsqu’elle s’est exécutée, la vallée de fracture était toujours là.

Un autre assistant de recherche traçait les emplacements des épicentres sismiques sur une carte de même taille et à la même échelle. En comparant les deux cartes, Heezen et Tharp se rendirent compte que les épicentres sismiques se trouvaient à l’intérieur de la vallée de fracture. Cette découverte fut déterminante pour le développement de la théorie de la tectonique des plaques : elle suggérait que des mouvements se produisaient dans la vallée de fracture et que les continents pouvaient en fait être en train de s’éloigner les uns des autres.

Cette perspicacité était tout bonnement révolutionnaire. Lorsque Heezen, fraîchement diplômé, donne une conférence à Princeton en 1957 et montre la vallée du rift et les épicentres, le directeur du département de géologie Harry Hess assure :

« Vous avez ébranlé les fondements de la géologie. »

Résistance tectonique

Deux ans plus tard, en 1959, la Société de géologie des États-Unis publie The Floors of the Oceans: I. The North Atlantic (les Fonds océaniques, Première partie : L’Atlantique Nord), sous la signature de Heezen, Tharp et Doc Ewing, directeur de l’observatoire Lamont, où ils travaillent. Cet ouvrage contient les profils océaniques de Tharp, ses idées et l’accès à ses cartes physiographiques.

Certains scientifiques trouvèrent ce travail brillant, mais la plupart ne voulurent pas y croire. L’explorateur sous-marin Jacques Cousteau, par exemple, était déterminé à prouver que Tharp avait tort. À bord de son navire de recherche, le Calypso, il traversa délibérément la dorsale médio-atlantique et descendit une caméra sous-marine. À la grande surprise de Cousteau, ses images montrèrent qu’une vallée de fracture existait bel et bien.

« Il y a du vrai dans le vieux cliché qui dit qu’une image vaut mille mots et que voir, c’est croire », fit remarquer Tharp dans son essai rétrospectif de 1999.

Qu’est-ce qui a pu créer cette faille ? Harry Hess, de Princeton, a proposé quelques idées dans un article de 1962. Il a émis l’hypothèse que du magma chaud s’était élevé depuis l’intérieur de la Terre au niveau de la faille, s’était dilaté en refroidissant et avait écarté davantage les deux plaques adjacentes. Cette idée a largement contribué à la théorie de la tectonique des plaques, mais Hess n’a pas mentionné les travaux essentiels présentés dans The Floors of the Oceans, l’une des rares publications dont Marie Tharp était co-auteure.

Des études toujours en cours

Tharp a ensuite continué à travailler avec Heezen pour donner vie au fond océanique. Leur collaboration a notamment abouti à une carte de l’océan Indien, publiée par National Geographic en 1967, et à une carte du fond océanique mondial(1977), aujourd’hui conservée à la bibliothèque du Congrès.

Après la mort de Heezen, en 1977, Tharp a poursuivi son travail jusqu’à son décès en 2006. En octobre 1978, Heezen (à titre posthume) et Tharp ont reçu la médaille Hubbard, la plus haute distinction de la Societé états-unienne de géographique, rejoignant ainsi les rangs d’explorateurs et de découvreurs tels qu’Ernest Shackleton, Louis et Mary Leakey et Jane  Goodall.

Aujourd’hui, les navires utilisent une méthode appelée « cartographie par sondeur multifaisceau », qui mesure la profondeur sur un tracé en forme de ruban plutôt que le long d’une seule ligne. Les rubans peuvent être assemblés pour créer une carte précise du fond marin.

Mais comme les navires se déplacent lentement, il faudrait deux cents ans à un seul navire pour cartographier complètement les fonds marins.

Une initiative internationale visant à cartographier en détail l’ensemble des fonds marins d’ici 2030 est cependant en cours, à l’aide de plusieurs navires, sous la direction de la Nippon Foundation et du General Bathymetric Chart of the Oceans.

Ces informations sont essentielles pour commencer à comprendre à quoi ressemble le fond marin à l’échelle locale. Marie Tharp a été la première personne à montrer la riche topographie du fond océanique et ses différentes zones.

Suzanne OConnell ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

Cet été, « The Conversation » vous emmène à la rencontre de figures de pionnières, mais souvent méconnues, en matière d’écologie. Aujourd’hui, redécouvrons la figure de l’Américain George Perkins Marsh, diplomate, savant du XIX^e siècle et précurseur du concept de durabilité.

Pionnier de l’écologie oublié des universitaires comme du grand public, George Perkins Marsh (1801–1882) est un diplomate et savant américain du XIX^e siècle, mais aussi l’un des premiers environnementalistes, qui a marqué le début de la réflexion moderne sur l’impact de l’industrialisation.

Bien avant que le terme de durabilité ne s’impose, George P. Marsh a reconnu les effets destructeurs des actions humaines sur la Terre. Il est un des premiers à avoir identifié les menaces que le développement du capitalisme faisait peser sur les dynamiques écologiques. Son livre Man and Nature, publié en 1864, a été l’un des premiers à discuter de la gestion des ressources naturelles et de la conservation.

Initialement philologue, c’est-à-dire spécialiste des langues, Marsh parlait couramment une vingtaine de langues, dont le suédois, l’allemand ou encore l’italien. Ce polymathe a été membre de l’Académie américaine des arts et des sciences, de la Royal Society, de l’American Antiquarian Society et de l’Académie américaine des sciences. Il a également enseigné à l’Université Columbia (New York) et écrit de nombreux articles pour des encyclopédies et des revues scientifiques.

Des forêts du Vermont à la Méditerranée

Né en 1801 dans le Vermont rural, le jeune George P. Marsh se révèle vite grand lecteur, autodidacte et intéressé par de nombreux sujets. À l’âge de six ans, il apprend tout seul le grec ancien et le latin pour devenir, plus tard, spécialiste de l’islandais. Contraint cependant d’abandonner la lecture durant plusieurs années à cause de problèmes de vue – il devient presque aveugle –, George P. Marsh se réfugie dans la nature.

Très jeune, il apprend de son père à distinguer les essences d’arbres et à comprendre la dynamique des eaux dans les montagnes du Vermont. Lui-même se déclare « porté sur les forêts ». Tous ses souvenirs montrent à quel point ce contact direct, sensible et accompagné a été fondateur pour toute sa pensée environnementale.

Ces observations précoces du paysage serviront de socle à sa future et riche réflexion sur les relations entre l’humain et la nature, notamment lorsqu’il constate que la déforestation dans le Vermont entraîne une érosion des sols, une perte de biodiversité et conduit à une désertification du paysage en seulement quelques années.

Il complète plus tard ses propres observations par la lecture d’ouvrages scientifiques et historiques. Ce sont ses années en tant qu’ambassadeur des États-Unis dans l’Empire ottoman (1849–1854) et en Italie (de 1861 jusqu’à sa mort) qui lui permettent de lier observations et analyse historique du bassin méditerranéen.

Il constate en particulier que la perte de productivité agricole des sols érodés peut rendre la terre infertile pendant des siècles, entraînant maladies et famines pour les populations et l’affaiblissement du pouvoir des nations. C’est d’ailleurs ce problème qui aurait contribué, selon lui, à mettre l’Empire romain à genoux – une hypothèse qui figure aujourd’hui parmi celles retenues par les historiens comme élément déterminant de la chute de Rome.

Dans son livre Man and Nature, il ne cesse de multiplier les exemples historiques pour renforcer sa thèse centrale : l’avenir du monde dépend des décisions que prendra l’humanité quant à l’utilisation et à la conservation de ses ressources naturelles. L’essentiel du livre illustre la dégradation environnementale, avec quatre chapitres principaux consacrés à des exemples spécifiques parmi les plantes et les animaux, les forêts, les eaux et les sables.

George P. Marsh s’intéresse, d’abord et avant tout, aux forêts, car, pour lui, leur destruction est la « première violation par l’humanité des harmonies de la nature inanimée », non seulement dans le temps, mais aussi en termes d’importance.

Déjà, au XIXᵉ siècle, un lien entre forêts et climat

Le chapitre sur les forêts commence par une description méticuleuse de l’influence de la forêt sur l’ensemble de l’environnement, des variations de température locales aux propriétés électriques et chimiques de l’air, en passant par les schémas climatiques régionaux. Mais le plus important, ce sont ses effets sur les précipitations et l’humidité du sol.

Les forêts, selon lui, rendent des services inestimables à l’humanité par leur effet modérateur sur le cycle hydrologique. Elles protègent le sol des pluies violentes, réduisant ainsi l’érosion. Les feuilles et les végétaux morts permettent au sol d’absorber d’énormes quantités d’humidité et de les libérer lentement, ce qui non seulement réduit les inondations, mais maintient également le débit des cours d’eau et des sources pendant les saisons sèches. Leur évapotranspiration, enfin, rafraîchit l’air et apporte la pluie à des terres qui en seraient autrement dépourvues.

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Mais lorsque les êtres humains font disparaître les forêts, ces avantages cessent. Le sol est emporté par les pluies, des rivières placides se transforment en torrents dévastateurs et les terres s’assèchent lorsque les pluies disparaissent. Les coûts humains, poursuit-il, pourraient être énormes.

Son travail a influencé de nombreux penseurs et décideurs dans le domaine de la conservation et de la protection environnementales. Il a notamment inspiré Gifford Pinchot (1865–1946), un des pères philosophiques et politiques du mouvement environnementaliste aux États-Unis, qui a joué un grand rôle dans la protection des forêts et, plus généralement, des ressources naturelles.

Il a été aussi une référence importante pour John Muir (1838–1914), le chef de file d’un courant qui vise à préserver une nature non affectée par l’activité humaine (« wilderness »). Ce mouvement a aussi initié la création des parcs nationaux aux États-Unis. George P. Marsh lui-même a joué un rôle clé dans la création de l’Adirondack Park (dans l’État de New York), l’un des premiers parcs forestiers aux États-Unis.

Des analyses visionnaires

Au-delà de la réception historique de ses travaux, les constats de George P. Marsh sont d’une actualité brûlante.

Les feux de forêt récurrents l’été, en France et ailleurs dans le monde, causés par des sécheresses elles-mêmes amplifiées par l’activité humaine, le rappellent encore. De même la déforestation en Amazonie et en Indonésie entraîne-t-elle aujourd’hui une érosion massive des sols, affectant la productivité agricole et les écosystèmes locaux.

Bien que Marsh n’ait pas utilisé le terme de « changement climatique », il a compris que la disparition des forêts pouvait modifier les régimes climatiques locaux.

Aujourd’hui, nous savons que la déforestation contribue au réchauffement climatique en libérant le carbone stocké dans les arbres et en réduisant la capacité des forêts à absorber le CO₂. La réduction des émissions provenant du déboisement et de la dégradation des forêts, ainsi que la gestion durable des forêts, la conservation et l’amélioration des stocks de carbone forestier sont des éléments essentiels des efforts mondiaux visant à atténuer le changement du climat.

Avec ses observations et ses conclusions, Marsh s’est forgé la conviction que l’humanité dépend de son environnement, et non l’inverse. Une position qui ébranle la certitude de la suprématie de l’être humain sur la nature, très répandue à son époque. Il arrive finalement à la conclusion que l’être humain « possède un pouvoir bien plus important sur ce monde que n’importe quel autre être vivant », position qui s’apparente à celle plus moderne qui fonde le concept d’anthropocène.

Un héritage toujours d’actualité

La modernité de son approche se manifeste aussi dans sa conception globale des phénomènes naturels. George P. Marsh combine une véritable géographie environnementale à une vue historique et à une approche déambulatoire et paysagère. Cela lui permet de relier entre eux des phénomènes épars afin d’aboutir à une compréhension globale des relations entre l’être humain et la nature.

Au moment de la première industrialisation, Marsh a le mérite de débuter la réflexion sur les dépassements et les limites d’une modernité balbutiante. Les sujets de ses observations que sont le sable, la déforestation, l’utilisation des sols ou la question de l’eau font tous partie des neuf limites planétaires que l’humanité a dépassées depuis.

Alors que la conférence des Nations unies sur les océans à Nice, en juin 2025, ne s’est pas conclue par des déclarations suffisamment fortes en faveur de leur protection et que le retard sur la décarbonation nous approche dangereusement du seuil de +1,5 °C par rapport à l’ère préindustrielle, il est urgent de reconsidérer les analyses de George P. Marsh.

Hans Schlierer ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

Créé à la fin des années 1980, ce mot a immédiatement connu un grand succès. Mais ce qu’il désigne est bien plus vaste qu’on ne le pense souvent. Aujourd’hui, de nouvelles notions émergent également pour nous permettre de mieux penser la diversité du vivant, telles que la biodiversité fantôme ou la biodiversité potentielle.

Demandez à un enfant de huit ans, à un homme politique ou à une mère de famille, quel organisme symbolise, pour eux, la biodiversité… À coup sûr, ce sera un animal et plutôt un gros animal. Ce sera le panda, le koala, la baleine, l’ours, ou le loup, présent aujourd’hui dans nombre de départements français. Ce sera rarement un arbre, même si la déforestation ou les coupes rases sont dans tous les esprits, et, encore plus rarement, une fleur… Jamais un insecte, une araignée, un ver, une bactérie ou un champignon microscopique… qui, pourtant, constituent 99 % de cette biodiversité.

Raconter l’évolution de ce terme, c’est donc à la fois évoquer un grand succès, mais aussi des incompréhensions et certaines limites.

Mais pour prendre la mesure de tout cela, commençons par revenir sur ses débuts.

Biodiversité, un terme récent 

Le terme « biodiversité », traduction de l’anglais biodiversity, est issu de la contraction de deux mots « diversité biologique » (biological diversity). Il est relativement récent et date seulement de la fin des années 1980, mais il a connu depuis un intérêt croissant.

Ainsi, en 2012, la Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystèmiques (IPBES), équivalent pour la biodiversité du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec), a été lancée par le programme des Nations unies pour l’environnement (PNUE).

L’IPBES a publié, en moins de quinze ans, nombre de rapports dont, par exemple, en 2023, un rapport sur les espèces exotiques envahissantes (EEE) qui constituent l’une des cinq principales pressions sur la biodiversité.

La progression spectaculaire de l’utilisation de ce terme depuis sa création témoigne de l’intérêt croissant pour cette notion, notamment depuis le sommet de la Terre de Rio en 1992 où la biodiversité et sa préservation ont été considérées comme un des enjeux principaux du développement durable.

Les trois principaux niveaux d’organisation de la biodiversité

Mais dès qu’on s’intéresse à ce que cette notion tâche de décrire, on voit rapidement qu’il existe différents critères complémentaires pour mesurer la richesse du monde vivant, avec, au moins, trois niveaux de biodiversité retenus par les scientifiques. :

• la diversité spécifique, soit la richesse en espèces d’un écosystème, d’une région, d’un pays donné. Elle correspond, par exemple concernant les espèces de plantes natives, à près de 5 000 espèces pour la France hexagonale contre seulement 1 700 pour la Grande-Bretagne.

• la diversité génétique, soit la diversité des gènes au sein d’une même espèce. C’est, par exemple, la très faible diversité génétique de la population de lynx boréal de France, issue de quelques réintroductions à partir des Carpates slovaques.

• la diversité des écosystèmes, soit la diversité, sur un territoire donné, des communautés d’êtres vivants (la biocénose) en interaction avec leur environnement (le biotope). Ces interactions constituent aussi un autre niveau de biodiversité, tant elles façonnent le fonctionnement de ces écosystèmes.

Ces différents niveaux tranchent avec la représentation que peuvent se faire nos concitoyens de cette biodiversité, souvent limitée à la diversité spécifique, mais surtout à une fraction particulière de cette biodiversité, celle qui entretient des relations privilégiées ou affectives avec l’être humain. Ces espèces sont d’ailleurs aussi celles que l’on voit incarnée dans les principaux organismes de défense de la nature, par exemple le panda du WWF. Mais c’est un peu l’arbre qui cache la forêt.

Une biodiversité trop mal connue… concentrée dans les sols et dans les océans

Car, à ce jour, seulement environ 2 millions d’espèces ont pu être inventoriées alors qu’on estime qu’il en existe entre 8 millions et 20 millions.

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Cette méconnaissance affligeante et paradoxale, à une époque où l’on veut conquérir Mars, est liée au fait que cette biodiversité se trouve pour une grande partie dans deux endroits, les sols, d’une part, et les océans, d’autre part. Soit deux milieux encore trop peu investigués et, pourtant, recélant l’essentiel de la biodiversité spécifique de notre planète.

Concernant les sols, si l’on s’intéresse simplement à sa faune, on sait qu’elle correspond à environ 80 % de la biodiversité animale. Plus de 100 000 espèces ont déjà été identifiées (notamment les collemboles, les acariens, les vers de terre…), alors qu’il n’existe que 4 500 espèces de mammifères. Mais, rien que pour les nématodes, ces vers microscopiques au rôle capital pour le fonctionnement du sol, il y aurait en réalité entre 300 000 et 500 000 espèces.

Il faut aussi avoir en tête tous les micro-organismes (bactéries et champignons) dont on ne connaît environ qu’un pour cent des espèces et dont on peut retrouver un milliard d’individus dans un seul gramme de sol forestier.

Ainsi, dans une forêt, et d’autant plus dans une forêt tempérée où la biodiversité floristique reste faible, c’est donc bien dans le sol que cette biodiversité, pour l’essentielle cachée, s’exprime.

Elle demeure, enfin, indispensable au fonctionnement des écosystèmes, indispensable au fonctionnement de la planète, marqué par les échanges de matière et d’énergie.

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Darwin, en 1881, nous disait à propos des vers de terre qu’il avait beaucoup étudiés, on le sait peu :

« Dieu sait comment s’obtient la fertilité du sol, et il en a confié le secret aux vers de terre. »

Il ajoutait ensuite :

« Il est permis de douter qu’il y ait beaucoup d’autres animaux qui aient joué dans l’histoire du globe un rôle aussi important que ces créatures d’une organisation si inférieure. »

Concernant la biodiversité des océans, et notamment celle des écosystèmes profonds, il est frappant de voir à quel point les chiffres avancés restent très approximatifs. On connaît moins la biodiversité, notamment marine, de notre planète que les étoiles dans notre univers.

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À ce propos, Evelyne Beaulieu, l’héroïne océanographe du dernier prodigieux roman de Richard Powers, Un jeu sans fin (2025), s’exclame, après une plongée dans l’archipel indonésien Raja Ampat :

« C’est presque absurde des compter les espèces. Rien que pour les cnidaires, il y a sans doute au moins un millier de variétés, dont un bon nombre qu’aucun humain n’a jamais vu. Combien d’espèces encore à découvrir ? Autant qu’on en veut ! Je pourrais passer ma vie à donner à des créatures ton nom et le mien. »

La diversité génétique

La diversité génétique demeure, ensuite, la deuxième manière d’aborder la biodiversité.

Elle est fondamentale à considérer, étant garante de la résilience des espèces comme des écosystèmes. Dans une forêt de hêtres présentant une diversité génétique importante des individus, ce sont bien les arbres qui génétiquement présentent la meilleure résistance aux aléas climatiques ou aux ravageurs qui permettront à cette forêt de survivre.

Si, à l’inverse, la forêt ou le plus souvent la plantation est constituée d’individus présentant un patrimoine génétique identique, une sécheresse exceptionnelle ou encore une attaque parasitaire affectant un arbre les affecterait tous et mettra en péril l’ensemble de la plantation.

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La diversité des écosystèmes

Les écosystèmes sont également définis comme des ensembles où des organismes vivants (la biocénose) se trouvent en interaction avec leur environnement physique (le biotope) dans un espace délimité.

Écosystèmes et biodiversité sont ainsi indissociables, d’une part, parce que la diversité d’écosystèmes va de pair avec la diversité spécifique, mais surtout, d’autre part, parce que les interactions qui définissent ces écosystèmes se réalisent au travers des organismes vivants constituant cette même biodiversité spécifique. Maintenir dans un espace donné des écosystèmes diversifiés, c’est en même temps favoriser la biodiversité et le fonctionnement de chacun de ces écosystèmes.

Les paysages méditerranéens du sud de la France présentent ainsi une diversité d’écosystèmes où se côtoient pelouses sèches, garrigue ou maquis, forêts de pins, forêts de chênes verts, blancs ou liège, s’inscrivant tous dans une dynamique successionnelle, auxquels s’ajoutent oliveraies, champs de céréales ou de légumineuses, etc.

Pallier le manque de connaissances ?

Pour dépasser la difficulté à inventorier complètement et partout ces différentes facettes de la biodiversité, le concept d’une biodiversité potentielle a été développé. Des forestiers ont ainsi mis au point l’indice de biodiversité potentielle (IBP), un outil scientifique particulièrement intéressant et pédagogique permettant d’évaluer le potentiel d’accueil d’un peuplement forestier par les êtres vivants (faune, flore, champignons), sans préjuger de la biodiversité réelle qui ne pourrait être évaluée qu’avec des inventaires complexes, non réalisables en routine.

Cet IBP permet donc d’identifier les points d’amélioration possibles lors des interventions sylvicoles. Cet indicateur indirect et « composite », repose sur la notation d’un ensemble de dix facteurs qui permettent d’estimer les capacités d’accueil de biodiversité de la forêt.

Ainsi sera notée, par exemple, la présence ou non dans l’écosystème forestier de différentes strates de végétation, de très gros arbres, d’arbres morts sur pied ou au sol, mais aussi de cavités, de blessures, d’excroissances se trouvant au niveau des arbres et susceptibles d’abriter des organismes très divers, des coléoptères aux chiroptères.

Enfin, cette biodiversité peut aussi s’exprimer au travers de la biodiversité fantôme, c’est-à-dire la biodiversité des espèces qui pourraient naturellement occuper un environnement du fait de leurs exigences écologiques, mais qui en sont absentes du fait des activités humaines.

De fait, chaque écosystème a, par les caractéristiques climatiques, géographiques, géologiques de son biotope, un potentiel de biodiversité – potentiel entravé par la main de l’être humain, ancienne ou récente. Dans les régions fortement affectées par les activités humaines, les écosystèmes ne contiennent que 20 % des espèces qui pourraient s’y établir, contre 35 % dans les régions les moins impactées ; un écart causé par la fragmentation des habitats qui favorise la part de la diversité fantôme.

Inventoriée, cachée, potentielle ou fantôme, la biodiversité n’en reste pas moins la clé du fonctionnement des écosystèmes et la clé de notre résilience au changement climatique.

En témoignent toutes les publications scientifiques qui s’accumulent montrant l’importance de cette diversité pour nos efforts d’atténuation et d’adaptation. De plus en plus menacée dans toutes ses composantes sur la planète, la biodiversité doit donc, plus que jamais, être explorée et décrite, notamment là où elle est la plus riche mais la moins connue.

Thierry Gauquelin ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.